AFT081 Banc d'essai sur le processus d'évaporation — Équipement de laboratoire thermique — Matériel pédagogique et didactique1 Description
Au cours de la production de vapeur, le fluide destiné à s'évaporer traverse différentes configurations d'écoulement, en fonction de la surface d'échange thermique. Le fluide pénètre dans l'évaporateur tubulaire sous forme liquide et en ressort sous forme de vapeur surchauffée. En pratique, la vapeur d'eau générée dans les installations de grande envergure est utilisée, par exemple, pour le chauffage d'installations ou l'entraînement de machines. Pour concevoir des générateurs de vapeur, il est essentiel de maîtriser le processus d'évaporation — y compris les phénomènes de crise d'ébullition — afin de garantir un fonctionnement fiable. Les crises d'ébullition résultent d'une détérioration soudaine du transfert thermique, la densité élevée du flux thermique entraînant alors une augmentation dangereuse de la température de la paroi. Cette unité expérimentale permet d'étudier et de visualiser le processus d'évaporation à travers ses diverses configurations d'écoulement. Pour ce faire, un liquide évaporable — le R1233zd — est chauffé au sein d'un évaporateur tubulaire en verre. Par rapport à l'eau, ce liquide présente l'avantage d'avoir un point d'ébullition d'environ 18 °C (à 1013 hPa), ce qui permet au processus d'évaporation de se dérouler intégralement à des températures nettement inférieures et avec une puissance de chauffage réduite. La pression peut être ajustée via le circuit de refroidissement. Une pompe à jet d'eau assure la mise sous vide du circuit d'évaporation.
2 Spécifications
Visualisation de l'évaporation dans un évaporateur tubulaire ; fluide caloporteur (chauffage et refroidissement) : eau ; alimentation en eau via le réseau du laboratoire ou via un refroidisseur d'eau afin de garantir une température d'eau maximale de 16 °C.
Évaporateur tubulaire en verre à double paroi ; circuit de chauffage comprenant un élément chauffant, une pompe et un vase d'expansion ; une soupape de sécurité protège le système contre les surpressions ; pompe à jet d'eau pour la mise sous vide du circuit d'évaporation ; réfrigérant R1233zd, GWP : 1.
3 Données techniques
Puissance de l'élément chauffant : 2 kW ; plage de température : 5…80 °C ; fluide caloporteur : eau. Pompe à 3 étages : débit max. : 1,9 m³/h ; hauteur de refoulement max. : 1,5 m ; consommation électrique : 58 W. Évaporateur tubulaire : longueur : 1050 mm ; diamètre intérieur : 16 mm ; diamètre extérieur : 24 mm. Condenseur : tube spiralé en cuivre. Réfrigérant R1233zd : GWP : 1 ; volume de remplissage : 1,2 kg ; équivalent CO2 : 0 t. Plages de mesure : pression : -1…1,5 bar rel. ; température : 0…100 °C. 230 V, 50 Hz, monophasé ; 230 V, 60 Hz, monophasé ; 120 V, 60 Hz, monophasé. Certification UL/CSA en option.
